什么是激素？

激素音译为荷尔蒙。希腊语的原意是“上升的活动”，对机体的代谢、生长、发育和生殖起着重要的调节作用。

它是由高度分化的内分泌细胞合成并直接分泌到血液中的化学信息物质，通过调节各种组织和细胞的代谢活动来影响人体的生理活动。内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质，作为信使，在体内传递信息，调节机体生理过程的物质称为激素。它是我们生活中的重要物质。

现在，所有通过血液循环或组织液传递信息的化学物质都被称为激素。激素的分泌量很小，在纳克(十亿分之一克)的水平，但它们的调节作用极其明显。激素的作用范围很广，但不参与特定的代谢过程，只是调节特定的代谢和生理过程，调节代谢和生理过程的速度和方向，从而使机体的活动更加适应内外环境的变化。激素的作用机制是通过与细胞膜或细胞质上的特定受体蛋白结合，将信息传递到细胞内，引起细胞内一系列相应的连锁变化，最终表现出激素的生理效应。激素的生理功能有:通过调节蛋白质、糖、脂肪的代谢和水盐代谢，维持代谢平衡，为生理活动提供能量；促进细胞分裂和分化，保证组织器官的正常生长、发育和成熟，影响衰老进程；影响神经系统的发育和活动；促进生殖器官的发育和成熟，调节生殖过程；与神经系统密切配合，使身体能更好地适应环境变化。研究激素，不仅可以了解某些激素对动物和人类生长、发育、繁殖的影响及发病机理，还可以通过测量激素来诊断疾病。许多激素制剂及其合成产品已广泛应用于临床治疗和农业生产。利用基因工程使细菌产生一些激素，如生长激素、胰岛素等，已经成为现实，并广泛应用于临床。

广义上是指引起体液相互联系的物质，但狭义上一般是在动物体内的固定部位(通常在内分泌腺内)产生的，不经导管直接分泌到体液中，并输送到身体各部位使某些组织活动发生一定变化的化学物质，称为激素。W.M.Bayliss和E.H. St-Arling (1902)根据他们发现的物质分泌素，首先给出了具有这种作用的物质“激素”的名称和定义。即使是极少量的激素也表现出了应有的功能，但并不构成代谢底物，只是起到了调节物质的作用。其作用机制是甾体激素通过激素与细胞内受体的复合体与染色质结合，导致转录的激活和新mRNA的合成，进而合成酶蛋白、结构蛋白或调节蛋白。结果表明，激素的这种效应出现在细胞中。在肽类激素中，认为它直接与细胞膜反应，通过细胞内的cAMP发挥激素作用。脊椎动物激素如果按化学分类，可分为蛋白质、多肽系统(胰岛素、胰高血糖素、垂体激素和甲状旁腺激素)、酚类衍生物系统(肾上腺素和甲状腺激素)和甾体化合物系统(性腺激素和肾上腺皮质激素)。昆虫胸腺激素的蜕皮激素属于甾体系统，而咽侧体的保幼激素为链烃。另外，从海星的桡神经中提取的海星生殖巢的刺激物质是核苷酸。无论来源是细胞、组织还是腺体，所有具有特殊生理功能的内部分泌物都称为(广义上的)激素。无论是腺体分泌的植物激素，还是不规则非腺组织分泌的创伤激素，所有组织共同产生的副激素，个体体外分泌的能在个体间发挥作用的信息素，都可以归为激素等类别。另一方面，由特定的神经细胞形成和分泌的神经内分泌物质如神经垂体激素，可以归为狭义的激素，而化学传递物质如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等通常不归为狭义的激素。最近由于控制论的应用，在一个个体中把激素作为细胞间信息传递物质的想法也得到了加强。

[编辑此段]制作

激素是由内分泌细胞制造的。

人体内分泌细胞有两种:群居型和分散型。

形成社会内分泌腺，如颅骨内的脑垂体，颈前的甲状腺和甲状旁腺，胃内阴囊内的肾上腺、胰岛、卵巢和睾丸。

散在的，如胃肠粘膜中的胃肠激素细胞，下丘脑中的肽类激素分泌细胞等。

每个内分泌细胞都是生产激素的小作坊。

大量内分泌细胞产生的激素浓度已经成为一股不可忽视的力量。

荷尔蒙是化学物质。目前各种激素的化学结构基本明确。根据化学结构，大致可以分为四类。第一类是类固醇，如肾上腺皮质激素、性激素。第二类是氨基酸衍生物，包括甲状腺素、肾上腺髓质素和松果体激素。第三类激素的结构是肽和蛋白质，如下丘脑激素、垂体激素、胃肠激素和降钙素。第四类是脂肪酸衍生物，如前列腺素。作用激素是调节机体正常活动的重要物质。它们都不能在体内启动新的代谢过程。它们并不直接参与物质或能量的转化，而是直接或间接地促进或减缓体内原有的代谢过程。如果生长发育是人体原有的代谢过程，那么生长激素或其他相关激素的增加可以加速这一过程，而减少则会延缓生长发育。激素对人类的生殖、生长、发育、各种其他生理功能、行为变化以及对内外环境的适应都有重要的调节作用。一旦激素分泌失衡，就会带来疾病。激素只在某些组织或细胞(称为靶组织或靶细胞)中发挥独特的作用。人体的每一个组织和细胞都可以是一种激素或另一种激素的靶组织或细胞。对于每种激素，可以选择一种或多种组织和细胞作为该激素的靶组织或细胞。比如，生长激素可以在骨骼、肌肉、结缔组织和内脏器官中发挥独特的作用，使人体长得又高又壮。但是肌肉也是雄激素和甲状腺素的靶组织。激素的生理功能虽然非常复杂，但可以概括为五个方面:一是通过调节蛋白质、糖和脂肪、水和盐的代谢，为生命活动提供能量，维持代谢的动态平衡。第二，促进细胞增殖和分化，影响细胞衰老，保证组织器官的正常生长发育，以及细胞的更新和衰老。比如生长激素、甲状腺激素、性激素都是促进生长发育的激素。第三，促进生殖器官的发育和成熟，生殖功能，以及性激素的分泌和调节，包括产卵、排卵、精子发生、受精、着床、妊娠、泌乳等一系列生殖过程。第四，影响中枢神经系统和自主神经系统的发育和活动，以及与学习、记忆和行为的关系。第五，与神经系统密切配合，调节身体对环境的适应。上述五个方面的功能很难完全割裂开来，而且不管是哪一个，激素都只是起到信使的作用，传递一些生理过程的信息，加速或减缓生理过程，并不能引起任何新的生理活动。

[编辑本段]其功能特点

1.高特异性包括组织特异性和效应特异性。前者是指激素作用于特定的靶细胞、靶组织和靶器官。后者是指激素选择性地调节一代感恩过程中的特定环节。比如胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素都有升高血糖的作用，但胰高血糖素主要作用于肝细胞，通过促进肝糖原分解和加强糖异生，直接将葡萄糖输送到血液中；肾上腺素主要作用于骨骼肌细胞，促进肌糖原分解，间接补充血糖；糖皮质激素主要通过刺激骨骼肌细胞、分解蛋白质和氨基酸、促进肝细胞糖异生来补充血糖。激素的作用是从激素和受体结合开始的。靶细胞介导的特异性性激素结合蛋白称为激素受体。受体一般为糖蛋白，其中一部分分布在靶质膜表面，称为细胞表面受体；有些分布在细胞内部，称为细胞内受体，如甲状腺素受体。

2.非常高效的激素与受体的亲和力很高，所以激素可以在很低的浓度下与受体结合，产生调节作用。血液中激素的浓度很低。一般蛋白质激素的浓度为10-10-12mol/L，其他激素为10-6-10-9 mol/L，而且激素是通过调节酶的量和活性来发挥作用的，可以放大调节信号。激素作用的强度与激素和受体之间的复合物数量有关，所以保持适当的激素水平和受体数量是维持机体正常功能的必要条件。例如，胰岛素分泌不足或胰岛素受体缺乏会导致糖尿病。

3.内分泌调节的多层次调节是多层次的。下丘脑是内分泌系统的最高中枢。它通过分泌神经激素即各种释放因子(RF)或释放抑制因子(RIF)来控制脑垂体的激素分泌，脑垂体通过释放促性腺激素来控制甲状腺、肾上腺皮质、性腺、胰岛等的激素分泌。相关层次之间存在控制与被控制的关系，但被控制者也可以通过反馈机制反作用于控制者。例如，下丘脑分泌促甲状腺素释放因子(TRF)，刺激垂体前叶分泌促甲状腺素(TSH)，使甲状腺分泌甲状腺素。当血液中的甲状腺素浓度上升到一定水平时，甲状腺素还可以反馈抑制TRF和TSH的分泌。激素的作用不是孤立的。内分泌系统不仅存在上下级的控制和反馈关系，而且多种激素在同一水平上起调节作用。激素之间的相互作用既有协同作用，也有拮抗作用。比如血糖调节，胰高血糖素等升高血糖，胰岛素降低血糖。它们相互作用，将血糖稳定在正常水平。正负调节一个生理过程的两种激素维持着一定的平衡，一旦打破就会导致内分泌疾病。激素的合成和分泌由神经系统统一调节。

[编辑此段]研究

1853年，法国的巴纳德研究了各种动物的胃液，发现肝脏有很多不可思议的功能。伯纳德认为它含有一种物质来完成这一功能。但是他没有开发这种物质。其实就是一种激素。

1880年，德国人奥斯特瓦尔德从甲状腺中提出大量含碘的物质，并证实这是调节甲状腺功能的物质。后来才知道这也是激素。

1889年，巴纳德的学生西夸尔德发现了另一种激素的功能。他认为动物的睾丸一定含有能激活身体机能的物质，但一直没有找到。

1901年，在美国从事研究工作的日本人Takamine jūkichi从牛的副肾中提取出调节血压的物质并制成晶体，命名为肾上腺素，这是世界上第一个提取的激素晶体。

1902年，英国生理学家starling和Bayless发现，当食物进入小肠时，由于食物对肠壁的摩擦，小肠粘膜会将极少量的物质分泌到血液中，送到胰腺，胰腺收到后会立即分泌出胰液。他们提取了这种物质，并将其注射到哺乳动物的血液中。他们发现动物即使不吃东西，也会立即分泌胰液，于是他们将这种物质命名为“胰液”。

后来starling和Bayless把上面提到的这种数量很少但有生理作用，能引起活体器官反应的物质命名为“激素”。

自从激素这个词出现以来，新的激素不断被发现，人们对激素的认识还在不断加深和拓展。

[编辑此段]激素释放的方式

主要包括:

①远距离分泌，激素释放后直接进入毛细血管，通过血液循环输送到远处的靶器官；

(2)旁分泌，激素释放后进入细胞外液，通过扩散到达邻近靶细胞；

③神经分泌，即神经细胞合成的激素沿轴浆流动并转运到相连的组织，或从神经末梢释放到毛细血管，经血液转运到靶细胞；

(4)自分泌，激素分泌到细胞外液后，作用于分泌细胞本身。

[编辑此段]激素代谢

激素在体内的合成、储存、释放、运输和代谢有很多相似之处，但这些内容大多属于生化范畴。本章只对与生理学密切相关的方面做如下简要描述。

(1)合成和储存

不同结构的激素有不同的合成途径。肽类激素一般是在分泌细胞中的核糖体上通过翻译过程合成的，基本类似于蛋白质的合成过程。合成后，它们被储存在高尔基体的小颗粒中，并在合适的条件下释放出来。胺类激素和类固醇激素主要是在分泌细胞中通过一系列独特的酶促反应合成的。前一种底物是氨基酸，后一种底物是胆固醇。如果内分泌细胞本身的功能下降或缺乏某种特定的酶，就会减少激素合成，称为某种内分泌腺功能障碍；内分泌细胞功能亢进，激素合成和分泌增加，称为内分泌腺功能亢进。两者都属于非生理状态。

各种内分泌腺或细胞储存的激素量可以不同。除甲状腺外，其他内分泌腺储存的激素量都比较少，合成后才释放到血液(分泌物)中，所以在适当的刺激下，一般需要加速合成。

(2)激素分泌及其调节

激素的分泌有一定的规律，既受体内调节，又受外界环境信息的影响。激素分泌量对机体功能有重要影响。

1.激素分泌的周期性和阶段性由于地球物理环境的周期性变化和机体对社会生活环境的长期适应，激素的分泌具有明显的时间节律，血液中激素的浓度也随日、月或年的周期而波动。这种周期性波动与其他刺激引起的波动无关，可能是由中枢神经系统的“生物钟”控制的。

2.血液中激素的种类和浓度。激素分泌入血液后，一部分以游离形式随血液运动，另一部分与蛋白质结合，这是一个可逆的过程。即游离型+结合蛋白结合型，但只有游离型具有生物活性。不同的激素与不同的蛋白质结合，结合比例不同。结合激素在肝脏代谢和排泄的过程比游离激素长，可延长激素的作用时间。因此，组合型可以被视为血液中激素的临时储存库。血液中激素的浓度也是内分泌腺功能活动的指标，该指标保持相对稳定。如果血液中激素的浓度过高，往往说明分泌这种激素的内分泌腺或组织亢进；太低，说明功能低或者不足。

3.如上所述，激素分泌的调节是维持机体正常功能的重要因素，那么相应的内分泌腺在收到信息后是否能及时分泌或停止分泌。这就需要身体的调节，让激素的分泌能够保证身体的需要；而不会对身体造成太大的伤害。引起各种激素分泌的刺激可以是多种多样的，涉及的方面很多，有相似的方面，也有不同的方面，但在调节机制上有很多相同点和不同点，简述如下。

当一个信息导致一种激素开始分泌时，经常调整或停止其分泌的信息也被反馈回来。即分泌激素的内分泌细胞随时接收靶细胞和血液中激素浓度的信息，或减少其分泌(负反馈)或增加其分泌(正反馈)，负反馈效应往往是常见的。最简单的反馈回路存在于内分泌腺和体液成分之间。例如，血糖浓度的增加可以促进胰岛素分泌并降低血糖浓度。血糖浓度下降后，对胰岛分泌胰岛素的作用减弱，胰岛素分泌减少，从而保证血糖浓度的相对稳定。再如下丘脑分泌的调节肽可以促进腺垂体分泌促性腺激素，进而促进相应靶腺分泌激素以供机体需要。当这种激素在血液中达到一定浓度时，可以反馈抑制腺垂体或下丘脑的分泌，从而形成下丘脑-腺垂体-靶腺的功能轴，形成闭环。这种调节称为闭环调节，根据调节距离的长短可分为长反馈、短反馈和超短反馈。需要指出的是，在某些情况下，后期内分泌细胞分泌的激素也能促进前期腺体的分泌，有正反馈作用，但比较少见。

中枢神经系统在闭环的基础上，可以接受外界环境的各种应激、光照、温度等刺激，然后通过下丘脑将内分泌系统与外界环境连接起来，形成一个开放的环路，促进各级内分泌腺的分泌，使机体更好地适应外界环境。此时，闭环暂时失效。这种调节称为开环调节。

(3)激素代谢

激素从分泌入血、代谢到消失(或生物活性消失)需要的时间长短不一。为了表示激素更新的速度，一般用血液中激素活性消失一半的时间，也就是所谓的半衰期作为衡量标准。有些激素的半衰期只有几秒钟；其他的可以持续几天。半衰期必须与作用的速度和持续时间区分开来。激素作用的速度取决于它的作用方式；作用的持续时间取决于激素的分泌是否持续。激素的消失可被血液稀释，被组织吸收，被代谢灭活，经肝、肾随尿、便排出体外。